我们身边有大量的物体处于运动状态。运动着的物体,我们能感性认识到,有的运动得快,有的运动得慢。从生活常识可知:相同的时间内,经过路程长的运动得快。同理,相同的路程,用的时间短的,运动得快。
二、速度的计算1、定义:为了更加科学地描述运动的快慢,我们在物理学中定义了速度这一物理量,并用速度来表征运动的快慢。即路程与时间之比,叫做速度。从定义可以看出,速度在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。
2、速度公式
速度的单位:米每秒,符号表示是m/s,这种单位是复合单位。我们生活中常用的速度单位还有:千米每小时,其符号表示是km/h; 这两个单位之间的关系:1m/s=3.6km/s。
3、匀速直线运动
定义:物体做直线运动,在相同的时间内通过的路程是相等的,即速度是不变的,这样的运动我们称之为匀速直线运动。匀速直线运动是最基本,最常考的机械运动。
4、平均速度
如果物体并非在做匀速直线运动,我们如何来描述其运动的快慢呢?
假如只需要做粗略的研究,我们依然可以根据速度计算式来描述其运动的快慢。
公式中s指的是总的路程,t指的是所用的时间。这样求解出来的速度是平均速度。在大部分情况下,我们所说的速度都是平均速度。比如,我们坐公交车从东直门到西直门,公交车运行过程中,运动的快慢肯定是改变的。我们总是用总路程除以总时间,来求出全程的平均速度,对汽车的运动情况进行描述。
三、活学活用1、有甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
图1
A.2s时,甲比乙运动的路程长
B.乙先做匀速直线运动,后静止不动
C.4s时,甲、乙速度相同
D.甲的速度始终比乙快
【解析】由图可知,2s时,乙的路程为8m,甲的路程小于8m,故甲比乙运动的路程短,根据可知乙的速度比甲快,故A错误;甲一直做匀速直线运动,0~2s,乙做匀速直线运动,2s以后,乙静止;4s时,甲、乙速度不相同,故B正确,C、D错误。
【答案】B
2、甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图象如图所示,由图象可知:运动速度相同的小车是_______ ;5s内甲车通过的路程是_______m;在相同的时间内乙、丙两车通过的路程之比为_______。
图2
【解析】由图可知,甲是v-t图象,速度不随时间的变化而变化,是一个定值,速度大小=4m/s;乙、丙是s-t图象,是一条过原点的射线,路程和时间成正比,路程和时间的比值是一个定值,即4m/s,=1m/s;比较可知,运动速度相同的小车是甲和乙。5s内甲车通过的路程=4m/s×5s=20m;乙、丙两车的速度之比:=4m/s:1m/s=4:1,则在相同的时间内乙、丙两车通过的路程之比=4:1。
【答案】甲和乙 20 4 :1
2、百米赛跑过程中某时刻甲、乙两名运动员位置如图所示。两运动员中,_______的速度较快,因为在相等的时间内该运动员______________较大;乙运动员前一半路程的平均速度是8m/s,后一半路程的平均速度是12.5m/s,他全程的平均速度是_______m/s(结果保留一位小数);相对于乙运动员,甲运动员向_______(选填“前”或“后”)方向运动。
图3
【解析】由图可知,甲和乙所用时间相同,可通过运动路程比较速度的大小,由于乙通过的路程长,所以乙跑得快,所以乙的速度大;这是通过利用相同的时间比较通过路程的长短来比较物体运动的快慢的。设总路程为2s,则前一半路程的时间,后一半路程的时间,则全程的平均速度≈9.8m/s。两运动员向同一方向运动,甲运动员的速度小于乙运动员的速度,所以相对于乙运动员,甲运动员向后方向运动。
【答案】乙 通过的路程 9.8 后